Как лучшие предложения, не застрял хвост
DSP (процессор цифровых сигналов) это микропроцессор, специализирующийся на обработке цифровых сигналов, таких как аудио и видео. Он присутствует в электронике, которая является частью нашей повседневной жизни, например, в мобильных телефонах, смарт-телевизорах и наушниках Bluetooth.
Цифровые сигнальные процессоры (DSP) используются в аудио- и видеосистемах (Изображение: Vitor Pádua/)
Процессор цифровых сигналов может более эффективно выполнять математические алгоритмы в реальном времени. Это позволяет создавать системы шумоподавления (ANC) и улучшать четкость изображения (апскейлинг) с низким энергопотреблением. Разберитесь, далее, с функциями DSP.
Для чего используется цифровой сигнальный процессор (DSP)?
Один цифровой сигнальный процессор (DSP) Его основная функция заключается в обработке цифровых сигналов на компьютере, таких как аудио и видео. Он используется для управления сигналом с помощью определенных алгоритмов, которые могут улучшить четкость голоса или уменьшить шум в изображении.
В гарнитуре с активным шумоподавлением (ANC) DSP улавливает окружающий звук (шум) через микрофоны и создает обратную звуковую волну, которая затем воспроизводится. Когда шум и обратная звуковая волна встречаются, они компенсируют друг друга, что создает впечатление более тихой среды.
Эффективность технологии ANC связана с DSP. Усовершенствованный чип может определять различия в звуке окружающей среды и быстрее создавать обратную звуковую волну. Вот почему наушники с активным шумоподавлением хорошо работают при постоянном шуме (например, моторах), но не всегда при внезапных всплесках (например, при разговоре).
DSP также эффективно улучшают качество сигнала с помощью алгоритмов цифровой фильтрации. Процессор сигналов изображения (ISP), который представляет собой тип процессора цифровых сигналов, участвует в балансировке цветов, повышении резкости, коррекции объектива и других факторах, улучшая внешний вид фотографий и видео.
В общем, DSP лучше ЦП для обработки сигналов, потому что они более эффективно выполняют определенные операции, такие как загрузка и накопление или умножение и накопление, используемые в цифровых фильтрах. Даже первые чипы, выпущенные в 1980-х годах, выполняли эти инструкции за несколько наносекунд (нс).
Как работает цифровая обработка сигналов?
О цифровая обработка сигналов работает путем преобразования изначально аналоговых сигналов, таких как звуковые и световые волны, в цифровой формат. Этот метод позволяет применять сложные математические расчеты для улучшения, фильтрации или извлечения информации из этих сигналов.
Как работает обработка цифрового сигнала DSP, АЦП и ЦАП (Изображение: Vitor Pádua/)
Поток аналого-цифрового преобразования сигнала начинается с оборудования захвата, такого как микрофон (для звуковых волн) или датчик изображения (для световых волн). Этот аналоговый сигнал проходит через аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который преобразует непрерывные волны в серию дискретных отсчетов, которые можно представить в цифровом виде в битах.
DSP вступает в игру после того, как аналоговые волны уже преобразованы в цифровые сигналы. Он может отфильтровывать нежелательный шум из изображения, настраивать определенные частоты звука (выравнивание) и запускать другие типы алгоритмов. Обработка может выполняться в режиме реального времени или позднее.
При необходимости цифровой сигнал, уже обработанный DSP, может быть преобразован обратно в аналоговый сигнал с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). Этот процесс происходит, когда цифровой музыкальный файл необходимо воспроизвести через динамик, который воспроизводит звуковые волны.
В чем разница между цифровым и аналоговым сигналом?
Один аналоговый сигнал представляет собой непрерывную форму, которая может бесконечно изменяться в диапазоне значений. уже цифровой сигнал представлена двоичными числами (0 и 1), то есть представляет собой дискретную форму с конечным количеством значений.
Цифровые сигналы используют ряд математических вычислений для представления непрерывных волн в виде битов. Они важны в контексте электроники, потому что они более гибкие и надежные, чем аналоговый сигнал. Звуковая волна, записанная, например, на виниловой пластинке, может быть повреждена пылью и царапинами.
Непрерывная волна может потерять информацию при преобразовании в цифровой сигнал. А выборка это метод, который измеряет значение аналогового сигнала через равные промежутки времени, создавая ряд значений, которые будут составлять цифровой сигнал. Чем выше частота дискретизации, тем чаще будут производиться измерения, что снижает потери.
Кроме того, аналого-цифровое преобразование требует квантование, который представляет собой процесс отображения бесконечных значений непрерывных волн на набор конечных чисел в цифровом представлении. Поскольку в этом процессе есть ограничения, может возникнуть шум квантования, который приводит к потере деталей в музыке или изображении.
Что такое преобразователи ЦАП и АЦП?
ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь) е АЦП (аналого-цифровой преобразователь) — это преобразователи аналоговых и цифровых сигналов, которые необходимы в электронике с цифровыми сигнальными процессорами, например в динамиках, наушниках, цифровых камерах и интеллектуальных телевизорах.
Преобразователь АЦП измеряет аналоговый сигнал через равные промежутки времени и преобразует его в двоичный формат. Частота дискретизации — это частота, с которой выполняются измерения, и обычно измеряется в герцах (Гц). Точность этих измерений, также называемая разрешением, измеряется в битах. АЦП с более высокой дискретизацией и разрешением генерирует цифровой сигнал, более точный по сравнению с оригиналом.
Преобразователь ЦАП анализирует набор цифровых данных и преобразует их в аналоговый сигнал. Поскольку цифровой сигнал представлен дискретными точками, необходимо использовать метод интерполяции для восстановления аналоговых волн. Это делается с помощью фильтра нижних частот, который определяет, какие частоты будут проходить во время восстановления сигнала.
Портативные ЦАП, такие как FiiO KA5, оснащены DSP с более высокой частотой дискретизации и разрешением, что обеспечивает лучшее качество звука, чем стандарт для мобильных телефонов (Изображение: Divulgation/FiiO)
Какие существуют типы цифровых сигнальных процессоров (DSP)?
Мы можем разделить цифровые сигнальные процессоры на две группы: DSP с фиксированной запятой и DSP с плавающей запятой. Узнайте больше о них:
- DSP с фиксированной точкой: обрабатывает целые числа, т.е. менее точно. Он эффективен для обработки больших объемов данных в режиме реального времени и, как правило, дешевле. Может использоваться в системах, где скорость важнее точности обработки;
- DSP с плавающей запятой: обрабатывает числа с плавающей запятой, т.е. более точно. Он эффективен для обработки данных, требующих высокой точности, таких как аудио Hi-Fi. Как правило, он дешевле, а его производительность в реальном времени менее предсказуема.
Какие основные производители цифровых сигнальных процессоров (DSP)?
- Техасские инструменты (ТИ): основанная в 1930 году американская компания, специализирующаяся на DSP для самых разных приложений, от аудио и видео до чипов для промышленного сегмента;
- Аналоговые устройства: американская компания, созданная в 1965 году и производящая DSP для коммуникационного оборудования, а также процессоры для автомобильной и медицинской отраслей;
- Qualcomm: он наиболее известен SoC (System-on-a-Chip) марки Snapdragon для сотовых телефонов, которые содержат DSP для обработки аудио-, видео- и радиочастотных сигналов;
- NXP: первоначально созданная в 1975 году в Нидерландах как Philips Semiconductors, с 2006 года она является независимой компанией и разрабатывает DSP для автомобилей, смартфонов и промышленного оборудования.
DSPTV (телевидение)Активный шумоподавительQualcommSnapdragonСистема-на-чипе (SoC)